DE102006002854A1 - Mounting arrangement for heat exchangers - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Befestigung eines Sammelkastens auf einem Rohrboden eines Wärmeübertragers nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The The invention relates to an arrangement for fastening a collecting tank on a tube plate of a heat exchanger according to the preamble of claim 1.
Derartige
Befestigungsanordnungen sind als Verbindungen zwischen einem Rohrboden
und einem Sammelkasten für
Wärmeübertrager
in verschiedensten Formen bekannt. Die Art der Verbindung hängt von
den gewählten
Materialien des Rohrbodens einerseits und des Sammelkastens andererseits
ab. Bestehen beide Teile der Verbindung aus dem gleichen Material,
z. B. aus Kunststoff oder aus Aluminiumblech, wird eine stoffschlüssige Verbindung
durch Schweißen
oder Löten
bevorzugt. Bei unterschiedlichen Materialien, z. B. einem Kunststoffkasten
und einem Rohrboden aus Metall, z. B. Aluminium, kommen mechanische
Verbindungen, so genannte Bördelverbindungen
mit eingelegter Dichtung zum Einsatz. Dabei wird ein geschlossener
Dichtrahmen in eine umlaufende Nut des Rohrbodens eingelegt, der
Sammelkasten wird auf den Dichtrahmen aufgesetzt und mit dem Boden
durch Umbördeln
des Randbereiches des Bodens verspannt. Damit erhält man eine
dichte Verbindung zwischen einem Kunststoffkasten und einem Metallboden.
Derartige Kasten/Boden-Verbindungen wurden durch folgende Druckschriften
der Anmelderin bekannt:
Insbesondere besteht bei steigendem Druck bei den bekannten Sammelkästen die Gefahr, dass sich diese aus der Verankerung lösen. Dadurch kann sich insbesondere die Spannkraft der Dichtung verringern.Especially exists with increasing pressure in the known collection boxes the Danger that these detach from the anchorage. This can in particular reduce the tension of the seal.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung zur Befestigung eines Sammelkastens auf einem Rohrbodens eines Wärmeübertragers der eingangs genannten Art zu schaffen, welche eine geringere Bautiefe des Wärmeübertragers zur Folge hat.It Object of the present invention, an arrangement for attachment a collecting box on a tube plate of a heat exchanger of the aforementioned To create kind, which a smaller depth of the heat exchanger entails.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Dichtung zwischen Kasten und Rohrboden seitlich am Kasten, d. h. im Bereich der Seitenwände des Kastens angeordnet ist und von dem aufgestellten Randbereich des Bodens übergriffen wird. Die Dichtung, vorzugsweise ein Rundschnurring umschließt somit den Umfang des Kastens und ist vorzugsweise zur Führung in einer umlaufenden Nut angeordnet. Der Rohrboden, liegt mit seinem Randbereich von der Außenseite her an der Dichtung an und übt aufgrund der mechanischen Verbindung des Bodens mit dem Kasten auch die erforderliche Dichtkraft aus. Diese Dicht- oder Anpresskraft wird im Wesentlichen in einer Ebene ausgeübt, welche etwa parallel zur Ebene des Rohrbodens angeordnet ist. Bei Verwendung eines O-Ringes, der in einer entsprechenden Nut ge führt wird, ist keine hohe Dichtkraft erforderlich, sondern lediglich eine leichte Verformung des O-Querschnittes. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Kasten/Boden-Verbindung liegt in der verringerten Bautiefe gegenüber dem Stand der Technik. Durch die Anordnung der Dichtung an den Seitenwänden des Sammelkastens entfällt die beim Stand der Technik vorhandene umlaufende Nut im Rohrboden, in welcher die Dichtung aufgenommen wurde. Aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung kann der Rohrboden ohne eine derartige Rinne, d. h. bis zu dem umlaufenden, aufgestellten Randbereich eben ausgebildet werden, so dass die Durchzüge zur Aufnahme der Rohre bis an den Randbereich reichen können. Damit entspricht das Blockmaß, d. h. die Tiefe des Rohr/Rippenblockes etwa der Tiefe des Bodens bzw. des im Boden aufgenommenen Kastens. Insbesondere bei Verwendung des erfindungsgemäßen Wärmeübertragers in einem Kraftfahrzeug, z. B. als Kühlmittelkühler zur Kühlung einer Brennkraftmaschine wirkt sich die reduzierte Bautiefe besonders vorteilhaft aus.These The object is solved by the features of claim 1. According to the invention, it is provided that the seal between the box and the tube bottom is laterally on the box, d. H. in the area of the side walls of the box is arranged and from the erected edge area of the soil becomes. The seal, preferably an O-ring thus encloses the circumference of the box and is preferable to guide in arranged a circumferential groove. The tubesheet, lies with his Edge area from the outside forth on the seal and practice due to the mechanical connection of the floor with the box too the required sealing force. This sealing or pressing force is essentially exercised in a plane which is approximately parallel to Level of the tube sheet is arranged. When using an O-ring, which leads ge in a corresponding groove is not a high sealing force required, but only a slight deformation of the O-section. The advantage of the box / floor connection according to the invention lies in the reduced depth compared to the prior art. The arrangement of the seal on the side walls of the header box eliminates the in the prior art existing circumferential groove in the tube sheet, in which the seal was taken. Due to the arrangement according to the invention can the tube sheet without such a groove, d. H. until the orbiting, raised edge area are formed flat, so that the passages for recording the pipes can reach to the edge area. This corresponds to that block dimension, d. H. the depth of the tube / rib block about the depth of the ground or of the box received in the ground. Especially when using the heat exchanger according to the invention in a motor vehicle, z. B. as a coolant radiator for cooling an internal combustion engine the reduced overall depth has a particularly advantageous effect.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Dichtung zwischen Kasten und Boden kann auch als pastöse Dichtung ausgebildet sein, welche in einer teigigen Form auf den Kasten aufgebracht wird und nach Verbindung mit dem Rohrboden aushärtet. Als Dichtungswerkstoffe eignen sich beispielsweise Silikon oder ein Zweikomponentenkunststoff.Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the Dependent claims. The seal between box and floor can also be used as a pasty seal be formed, which is applied in a doughy form on the box is hardened and after connection to the tubesheet. As sealing materials For example, silicone or a two-component plastic are suitable.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Randbereich des Bodens einen seitlichen Dichtbereich auf, an welchen sich ein Befestigungsbereich anschließt. Der Dichtbereich ist glatt ausgebildet und liegt an der Dichtung mit einer bestimmten Vorspannung an, während der Befestigungsbereich verformbar ist und der Herstellung einer mechanischen Verbindung zwischen Kasten und Boden dient.According to an advantageous embodiment of the invention, the edge region of the bottom has a lateral sealing area, which is followed by a mounting area. The sealing area is smooth and abuts the seal with a certain preload, while the mounting area is deformable and serves to establish a mechanical connection between the box and the floor.
Nach einer ersten Ausführungsform weist der Befestigungsbereich hierzu T-förmig ausgestanzte Verriegelungselemente auf, welche nach dem Einsetzen des Kastens in den Boden zu U-förmigen Verriegelungselementen („Krallen") verformt werden, welche in Eingriff mit am Kasten angeordneten Nuten und mit von den Seitenwänden des Kastens abragenden Rippen ste hen. Durch die U-förmig verformten Verriegelungselemente wird der Kasten einerseits in Längsrichtung der Rohre des Wärmeübertragers, d. h. senkrecht zur Rohrbodenebene gesichert und andererseits quer zu dieser Richtung, d. h. in einer Ebene parallel zur Ebene des Rohrbodens.To a first embodiment has the attachment area for this T-shaped punched locking elements, which after insertion of the box in the ground to U-shaped Locking elements ("claws") are deformed, which in engagement with grooves disposed on the box and with the sidewalls of the box The chest of projecting ribs stands. By the U-shaped deformed locking elements the box is on the one hand in the longitudinal direction the tubes of the heat exchanger, d. H. Secured perpendicular to the tube sheet level and on the other hand transversely to this direction, d. H. in a plane parallel to the plane of the Tube sheet.
Nach einer zweiten Ausführungsform ist der Befestigungsbereich des Rohrbodens als Verriegelungsleiste mit durchgehender Außenkante und ausgestanzten Öffnungen ausgebildet, welche um den Flansch des Kastens gebogen und dort über Verankerungselemente fixiert wird. Damit wird eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Randbereich des Rohrbodens und dem Flansch des Kastens hergestellt.To a second embodiment is the attachment area of the tube sheet as a locking bar with continuous outer edge and punched openings formed, which bent around the flange of the box and there via anchoring elements is fixed. This is a positive connection between the Edge region of the tube plate and the flange of the box made.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Rohrboden Durchzüge zur Aufnahme von Rohren, insbesondere von Flachrohren auf, wobei die Durchzüge entweder zur Seite des Kastens oder zur entgegengesetzten Seite ausformbar sind, d. h. der Kragen der Durchzüge weist entweder zum Kasten oder in Richtung des Rohr/Rippenblockes. Im letzteren Falle ergibt sich eine maximale Länge für die Durchzüge, welche sich über die gesamte Breite des Bodens erstrecken und bis an die Wandung des Randbereiches des Bodens heranreichen. Damit geht der Kragen des Durchzuges an den Schmalseiten in die Wandung des Randbereiches über. Damit kann eine maximale Rohrtiefe bzw. Blocktiefe für den Rohr/Rippenblock im Verhältnis zur Bodenbreite erzielt werden. Die Blocktiefe entspricht damit annähernd der Bautiefe des Wärmeübertragers.To a further advantageous embodiment of the invention, the Tube bottom passages to the Receiving pipes, in particular flat tubes, wherein the by trains either to the side of the box or to the opposite side are malleable, d. H. the collar of the passages points either to the box or in the direction of the tube / rib block. In the latter case results a maximum length for the By trains which are over extend the entire width of the floor and up to the wall of the edge area of the soil. This is the collar the passage on the narrow sides in the wall of the edge region over. In order to can be a maximum tube depth or block depth for the tube / rib block in relation to the bottom width be achieved. The block depth corresponds approximately to the Construction depth of the heat exchanger.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind der Sammelkasten und der Rohrboden selbstsichernd miteinander verbindbar. Besonders vorteilhaft kann insbesondere bei steigendem Druck eine Dichtung stärker gegen den Rohrboden und den Sammelkasten gedrückt werden. Insbesondere kann Druck, der zum Lösen des Rohrbodens vom Sammelkasten führen würde, in eine selbstsichernde Spannkraft umgewandelt werden.To a further advantageous embodiment of the collection box and the tube sheet self-locking connectable to each other. Especially advantageous can in particular with increasing pressure a seal stronger against the tubesheet and the collecting box are pressed. In particular, pressure, the one to solve of the tube bottom from the collecting box, in a self-locking clamping force being transformed.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Es zeigenembodiments The invention are illustrated in the drawing and are explained in more detail below. It demonstrate
Die
Rundschnurdichtung
In
Abweichung des dargestellten Ausführungsbeispieles, insbesondere
der T-förmig
ausgebildeten Verriegelungselemente
Claims (15)
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